PP ARTUR CASTRO

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO – UNEMAT

ARTUR ALAN DE CASTRO

DETERMINAÇÃO DO COMPORTAMENTO CARGA-RECALQUE DE

SAPATAS EM SOLOS SEDIMENTARES A PARTIR DE ENSAIO DPL

Sinop

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO – UNEMAT

ARTUR ALAN DE CASTRO

DETERMINAÇÃO DO COMPORTAMENTO CARGA-RECALQUE DE

SAPATAS EM SOLOS SEDIMENTARES A PARTIR DE ENSAIO DPL

Projeto de Pesquisa apresentado à Banca Examinadora do Curso de Engenharia Civil – UNEMAT, Campus Universitário de Sinop-MT, como pré-requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil.

Prof. Orientador: Thiago Pereira Pinto.

Sinop

LISTA DE TABELAS

LISTA DE EQUAÇÕES

20 = d adm

q



Equação 1 ... 14 rd m m m

q

_d         ' Equação 2 ... 14 e A

E

r

d  teor Equação 3 ... 14 h g m

E

teor   Equação 4 ... 15

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Perfil resultante da decomposição de rochas ... 7

Figura 2 - Exemplo de local de solos transportados ... 7

Figura 3 - Esquema de ensaio SPT ... 10

Figura 4 - Esquema de ensaio CPT ... 11

Figura 5 - Esquema de ensaio DMT ... 12

Figura 6 - Vista aérea de Sinop – MT ... 13

Figura 7 - Esquema geral de um DP ... 16

Figura 8 - Gráfico Tensão x Recalque ... 18

Figura 9 - Esquema de ensaio de Prova de Carga ... 18

Figura 10 - Pontos selecionados para os ensaios ... 19

Figura 11 - Detalhes das partes dos equipamentos ... 20

Figura 12 - Detalhe da Ponteira do DPL ... 21

Figura 13 - Detalhe do guincho manual ... 22

Figura 14 - Modelo de placa rigida ... 23

Figura 15 - Modelo de macaco hidráulico ... 23

Figura 16 - Modelo de caminhão para sistema de reação ... 24

LISTA DE ABREVIATURAS

SPT - Standard Penetration Test (Ensaio de Percussão Padrão) DPL - Dynamic Probing Light (Penetrômetro Dinâmico Leve) IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas

NBR – Norma Brasileira

ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas

CPT – Cone Penetration Test (Ensaio de Penetração Estática) DMT – Ensaio Dilatométrico

PMT – Ensaio Pressiométrico

AENOR - Associación Española de Normalización y Certificación (Associação Espanhola de Normatização e Certificação)

ASTM - American Society for Testing and Materials (Sociedade Americana para Testes e Materiais)

DADOS DE IDENTIFICAÇÃO

1. Título: Determinação do comportamento carga-recalque de sapatas em

solos sedimentares a partir de ensaio DPL

2. Tema: 3010003 (Engenharia Civil)

3. Delimitação do Tema: 30103037 (Mecânica dos Solos) 4. Proponente(s): Artur Alan de Castro

5. Orientador(a): Prof. Thiago Pereira Pinto

6. Estabelecimento de Ensino: Universidade do Estado de Mato Grosso 7. Público Alvo: Alunos de Engenharia Civil, e profissionais da área

8. Localização: Avenida dos Ingás, 3001 Jardim Imperial, Sinop/MT – CEP:

78555-000.

SUMÁRIO

LISTA DE TABELAS ... I LISTA DE EQUAÇÕES ... II LISTA DE FIGURAS ... III LISTA DE ABREVIATURAS ... IV DADOS DE IDENTIFICAÇÃO ... V 1 INTRODUÇÃO ... 1 2 PROBLEMATIZAÇÃO ... 2 3 JUSTIFICATIVA... 3 4 OBJETIVOS ... 5 4.1 Objetivo Geral ... 5 4.2 Objetivos Específicos ... 5 5 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 6

5.1 Classificação genética dos solos ... 6

5.2 Fundações ... 8

5.2.1 Fundações superficiais ... 8

5.2.2 Fundações profundas ... 8

5.3 Investigações geotécnicas de campo para fundações ... 9

5.3.1 Ensaio de Percussão Padrão (SPT) ... 9

5.3.2 Ensaio de Cone (CPT) ... 10

5.3.3 Ensaio Dilatométrico (DMT) ... 11

5.3.4 Ensaio Pressiométrico (PMT) ... 12

5.3.5 Penetrômetro Dinâmico Leve (DPL) ... 13

5.3.6 Prova de Carga em Placa ... 16

6 METODOLOGIA ... 19

6.1 Localização dos ensaios ... 19

6.2 Materiais e Métodos ... 20

6.2.1 Ensaio DPL ... 20

6.2.2 Ensaio de Prova de Carga em Placa ... 23

6.2.3 Resultados Esperados ... 25

7 CRONOGRAMA ... 27

1 INTRODUÇÃO

A grande maioria das fundações superficiais, principalmente no estado de Mato Grosso, são realizadas de forma despreocupada, apenas com embasamento adquirido com a vivência dos construtores. Muito dificilmente são realizados ensaios geotécnicos para determinação das características dos solos, sendo o projeto de fundações feito com base em outros projetos e conhecimento empírico. Isto não é adequado, pois a resistência do solo varia de uma região para outra mesmo se tratando de um mesmo tipo solo.

Muitas vezes se deixa de fazer um ensaio de prospecção geotécnica devido ao elevado custo e ao tempo necessário para fazer esse estudo. O ensaio mais utilizado no Brasil e no estado de Mato Grosso é o SPT (Standard Penetration Test), porém o ensaio acaba se tornando caro devido a não disponibilidade do aparelho na cidade, o que leva aos construtores optarem por realiza-lo apenas para obras de grande porte. O ensaio de prova de carga é o melhor método para estimativa de recalque de fundações superficiais, pois simula como o solo reagiria a situações reais através de um ensaio em placa circular metálica ou até mesmo utilizando uma sapata real, porém também esbarra no tempo necessário e no custo gerado por esse ensaio.

O ensaio DPL (Penetrômetro Dinâmico Leve), tem sido utilizado como uma alternativa na prospecção geotécnica. É uma boa alternativa para obras de pequeno porte devido a sua fácil mobilização, o aparelho é de fácil transporte e manuseio, baixo custo, e de boa produtividade, apresentando vantagem em relação ao SPT.

Deste modo esse projeto de pesquisa busca a determinação do comportamento carga-recalque em solos sedimentares na região de Sinop-MT através de ensaios DPL, correlacionando os valores encontrados com os valores encontrados a partir da análise de ensaios de prova de carga em placa.

2 PROBLEMATIZAÇÃO

No projeto geotécnico e de fundações, é necessário um conhecimento adequado do solo. Assim, é necessária a classificação e identificação das várias camadas componentes do subsolo a ser analisado, avaliando em conjunto suas propriedades de engenharia, necessárias e adequadas ao projeto. Tal classificação exige à execução de ensaios no solo que servirá de suporte a obra, podendo estes ser em laboratório, ou in situ (ALMEIDA et al., 1998).

A maioria das edificações realizadas em Sinop é de pequeno porte. Então os ensaios de prospecção mais comuns, como o SPT, acabariam encarecendo e atrasando essas obras, devido à necessidade de mobilização de equipamentos de outras regiões, já que na região norte de Mato Grosso não existem empresas que realizam esses ensaios, levando aos construtores optarem por realizar as fundações baseados apenas em conhecimentos adquiridos com o tempo, com sua vivência.

Porém em Sinop há uma grande carência de dados referentes às propriedades de resistência do solo. Ruver (2005) diz que os conceitos clássicos da mecânica dos solos foram desenvolvidos a partir de estudos de areias e argilas e por muito tempo vem se utilizando para qualquer tipo de solo, independente do estado em que esse se encontra, além de que esses conceitos foram desenvolvidos para a realidade de certa região, não garantindo sua aplicação em uma região diferente, mesmo que possua o mesmo tipo de solo.

3 JUSTIFICATIVA

O conhecimento geotécnico é fundamental para o sucesso de qualquer projeto em construção civil. Quanto maior for a quantidade e a variedade de ensaios, maior a quantidade de dados estatísticos sobre o solo, consequentemente o projetista terá menos incertezas, e o projeto ficará melhor definido, com menores riscos e maior controle, tanto técnico quanto financeiro (NILSON, 2004).

O solo de Sinop é um solo de baixa resistência. Segundo Soares (2013) Sinop apresenta perfil geotécnico de solos com características argilo-arenosas e lençol freático raso, por volta de 2,50 m na época da estiagem e 0,80 m em períodos chuvosos. Dados de SPT (Standard Penetration Test) realizados em diversos locais na cidade indicam um inferior ou próximo a cinco nas camadas superficiais do solo (BRAGA, 2011).

Nilson (2004) recomenda SPT para solos com , solo com

profundidade acima de 12 metros e onde o solo é granular. Já em solos finos, argilas porosas, e onde , o autor recomenda a utilização do ensaio DPL. Então

como o solo da cidade apresenta não se deve utilizar o SPT para projetos. Conforme Nilson (2004), o DPL é um penetrômetro portátil, útil para sondagem de caracterização da estratigrafia, nível de água e ensaio de resistência do solo até 12 m de profundidade.

Como em Sinop não possuímos muitas tecnologias para sondagens de solo, é necessário o deslocamento de equipamentos especializados de outras regiões. Levando em consideração isso, mais o fato de que a maioria das obras da cidade são de pequeno porte, o custo das sondagens acaba sendo muito alto em relação ao custo da obra. Então como o DPL é um aparelho de fácil mobilização (pode ser transportado no porta-malas de um carro leve) e utilização simplificada, e possui um baixo custo também, se torna uma interessante alternativa para a realização de ensaios geotécnicos na região de Sinop.

Existem diversas metodologias para estimativa de capacidade de carga e recalque de fundações superficiais, divididas em teóricas e semi-empíricas, que são baseadas em dados obtidos em campo ou laboratórios. Esses métodos são extremamente decisivos para o projetista, pois são ferramentas para o dimensionamento das fundações (DUARTE, 2006).

Esta pesquisa visa contribuir para um banco de dados, de serventia para a elaboração de projetos de fundações superficiais em solos sedimentares através da determinação de dados de tensão-recalque de sapatas assentes no solo de Sinop por meio de ensaio DPL.

4 OBJETIVOS

4.1 Objetivo Geral

“Determinar o comportamento carga-recalque do solo de Sinop-MT através de ensaios DPL correlacionados com valores obtidos por meio de prova de carga em placa.”

4.2 Objetivos Específicos

 Realizar ensaios DPL em alguns locais de Sinop;

 Realizar ensaios de prova de carga nos mesmos pontos do ensaio DPL;  Verificar como se comporta o solo deste município em relação à capacidade

de carga e recalque em sapatas;

5 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

5.1 Classificação genética dos solos

A classificação dos solos pela origem, proposto por Vaz (1996), pode ser feita em dois grandes grupos: solos residuais e solos transportados.

Os solos residuais são aqueles formados no próprio local da origem da rocha matriz, que foi decomposta pela ação de intemperismos físicos e químicos (ABNT, 1995). Já os solos transportados ou sedimentares são os solos que sofreram transporte por agentes geológicos como vento, água, gravidade, etc. do seu local de origem até o local em que ele se encontra (VAZ, 1996).

Segundo Pinto (2006), para a ocorrência de solos residuais é necessária que a velocidade dos agentes geológicos seja menor do que a velocidade da decomposição da rocha. A velocidade da decomposição depende de fatores climáticos, que são mais favoráveis em regiões de clima tropical, devido a isso a grande ocorrência de solos residuais no Brasil.

A origem e a espessura dos solos residuais são de grande importância para a Engenharia, pois podem, por exemplo, impossibilitar o apoio de fundações em rocha sã devido a grande profundidade em que essa se encontra (ANTUNES,

1998,

apud MARANGON, 2008). Segundo Ortigão (2007), os solos residuais encontram-se em faixas com diferentes graus de intemperização: solo residual maduro, mais intemperizado e com maior porcentagem de argila, logo abaixo solo residual jovem, mais arenoso, seguido da rocha alterada, bastante fraturada, e em maior profundidade a rocha sã, que mantém as características originais. Chiossi (S. D.) salienta que a espessura de cada faixa depende do clima e do tipo da rocha originária.

Figura 1 - Perfil resultante da decomposição de rochas Fonte: (CHIOSS, S.D.)

Chiossi (S. D.) diz ainda que os solos transportados são menos homogêneos que os solos residuais e que ocorrem em áreas mais restritas, formando geralmente depósitos inconsolidados de profundidade variável. As características dos solos transportados se dão em função dos agentes que o transportam, que podem ser gravidade, água, vento e geleiras (PINTO, 2006). O Solo transportado, de acordo com a capacidade do agente transportador, pode apresentar grandes variações laterais e verticais em sua composição (DNIT, 2006). A Figura 2 apresenta um exemplo de um local formado por solos transportados.

Figura 2 - Exemplo de local de solos transportados Fonte: (DNIT, 2006)

5.2 Fundações

As fundações são os elementos responsáveis por transmitir os esforços das edificações ao solo e podem ser divididas em fundações superficiais e fundações profundas.

5.2.1 Fundações superficiais

Segundo a ABNT (2010) a fundação superficial é caracterizada por possuir a profundidade de assentamento inferior a duas vezes a menor dimensão do elemento de fundação, e é responsável por transmitir a carga ao terreno através das tensões distribuídas sob sua base.

As fundações superficiais se dividem em blocos, sapatas e radier.

Blocos são elementos de fundações construídos de concreto simples, com uma altura calculada para que as tensões atuantes sejam absorvidas apenas pelo concreto, sem a necessidade de armadura. Podem se apresentar com espessura constante, de forma escalonada, pedestal, ou de tronco de cone, sendo sua base de forma circular ou quadrada (TEIXEIRA e GODOY, 1998).

Sapatas são elementos de fundação feitas de concreto armado, que resistem principalmente por flexão, sendo as tensões internas de tração resistidas pela armadura. Podem assumir qualquer forma em planta, sendo as mais frequentes, quadradas, retangulares e corridas (TEIXEIRA e GODOY, 1998).

Sapatas associadas são utilizadas quando não há a possibilidade de construção de sapatas isoladas, servindo de fundação para dois ou mais pilares. Já as sapatas de divisas utilizam uma viga de equilíbrio a fim de corrigir a excentricidade do pilar em relação à sapata (TEIXEIRA e GODOY, 1998).

Radier é caracterizado por todos os pilares transmitirem cargas ao solo através de uma única sapata. É utilizado com pouca frequência devido ao alto custo, gerado pelo grande volume de concreto armado (TEIXEIRA e GODOY, 1998).

5.2.2 Fundações profundas

Segundo a ABNT (2010) as fundações profundas se caracterizam por possuir sua base assentada em uma profundidade superior a duas vezes sua menor dimensão em planta, e no mínimo 3 metros. É caracterizada ainda por transmitir as cargas ao solo pela sua ponta, sua superfície lateral, ou uma combinação das duas.

5.3 Investigações geotécnicas de campo para fundações

A elaboração de projetos de fundações exige um conhecimento amplo dos solos. É necessário identificar e classificar as diversas camadas do subsolo analisado, avaliando as propriedades de engenharia necessárias ao projeto. As propriedades de engenharia podem ser determinadas tanto em laboratório quanto em ensaios de campo, porém, há predominância dos ensaios “in situ” (ALMEIDA et al., 1998).

A seguir serão descritos alguns dos principais ensaios de campo.

5.3.1 Ensaio de Percussão Padrão (SPT)

O Standard Penetration Test (SPT), é certamente o ensaio mais utilizado no Brasil e no mundo. Segundo a ABNT (2010), para o projeto de fundação de qualquer edificação, deve ser feita uma campanha de investigação geotécnica preliminar, constituída no mínimo de sondagens de percussão (com SPT).

No Brasil, o SPT foi introduzido em 1939, pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), e é regulamentado pela ABNT (2001), através da norma NBR 6484. O ensaio visa à determinação da estratigrafia e classificação do solo, nível d’água e a medida do índice de resistência à penetração

O ensaio, segundo a ABNT (2001), consiste na cravação vertical no solo, de um amostrador padrão, através de golpes de um martelo de 65,0 kg, em queda livre de uma altura de 75,0 cm, sendo anotados os números de golpes necessários à cravação do amostrador em três trechos consecutivos de 15,0 cm sendo que o valor da resistência à penetração ( ) consiste no número de golpes aplicados na

Figura 3 - Esquema de ensaio SPT Fonte: (PINTO, 2006)

5.3.2 Ensaio de Cone (CPT)

No Brasil, o Cone Penetration Test (CPT), vem sendo utilizado desse o final da década de 1950, e é normatizado pela ABNT (1991), através da norma NBR 12069. É considerado um dos mais importantes ensaios de prospecção geotécnica, utilizado para determinação da estratigrafia, propriedades dos solos, e capacidade de carga de fundações.

Segundo a ABNT (1991), o ensaio consiste na cravação no solo de forma contínua ou incremental, de um cone, mecânico ou elétrico, à velocidade constante, registrando os valores de interesse, no mínimo a cada 20 cm de avanço da ponteira. A Figura 4 ilustra o esquema de um ensaio CPT.

Figura 4 - Esquema de ensaio CPT Fonte: (PINTO, 2012)

5.3.3 Ensaio Dilatométrico (DMT)

O ensaio dilatométrico foi desenvolvido na Itália por Marchetti em 1975, chegando ao Brasil em 1986. A primeira normatização do DMT foi realizada pela ASTM em 1986, e no Brasil o ensaio não possui normatização específica. O ensaio tem sua principal utilização na estimativa de parâmetros geotécnicos de argilas moles, úteis para projetos de fundações, e controle de compactação.

O dilatômetro é constituído de uma placa de aço inoxidável com uma membrana circular de aço em uma das faces. O ensaio consiste na cravação vertical da placa no solo, à velocidade constante, sendo realizadas as leituras a cada 20 cm de penetração. A cada interrupção é aplicada uma pressão por meio de gás, que faz com que a membrana infle, e são realizadas então 3 leituras. Após as leituras a placa continua a ser cravada, e assim sucessivamente prossegue o ensaio. O esquema do ensaio DMT é apresentado na Figura 5.

Figura 5 - Esquema de ensaio DMT Fonte: (SILVA, 2008)

5.3.4 Ensaio Pressiométrico (PMT)

O ensaio pressiométrico foi desenvolvido na França, em meados da década de 1950, pelo engenheiro Louis Ménard, destinado à determinação de características de rigidez de solos e rochas. Os seus resultados variam muito com seu modo de instalação no solo, podendo essa variação ser minimizada com a instalação do pressiômetro em um furo previamente aberto, de mesmo diâmetro do aparelho.

De acordo com Almeida et al (1998), após a introdução do pressiômetro no solo, a pressão na célula é aumentada, provocando um estado de expansão cilíndrica do solo em volta da mesma. A deformação radial é avaliada pela quantidade de água introduzida dentro da célula. A pressão da célula é aumentada em estágios e mantida constante por 2 minutos, sendo as leituras realizadas em 30, 60 e 120 segundos.

5.3.5 Penetrômetro Dinâmico Leve (DPL)

Segundo Alves Filho (2010) o aparelho caracteriza de forma genérica, a estratigrafia local e as resistências dos solos com rapidez e eficiência, dada à praticidade, operacionalidade e baixo custo do equipamento utilizado. Para a execução é necessário apenas um sondador, auxiliado por um ou dois ajudantes, e o transporte pode ser feito em qualquer veículo leve.

As empresas que fazem ensaios de prospecção estão distantes da região norte de Mato Grosso, então a mobilização desses equipamentos acaba elevando o custo dos ensaios, apresentando então vantagem no uso do DPL, devido ser um ensaio de baixo custo e fácil mobilização. O fato das obras executadas em Sinop serem predominantemente de pequeno porte, como mostra a Figura 6, é outro favor que pesa a favor da utilização do DPL, pois o custo dos ensaios deve ser baixo para tornar viável a realização desses estudos.

Figura 6 - Vista aérea de Sinop – MT Fonte: (BAIANO FILHO, 2011)

Pinto (2012) apresenta resultados de ensaios DPL na região de Sinop e Itaúba – MT, e mostra que o aparelho apresenta resposta adequada ao solo, apresentando curvas de penetração com forma similar à do ensaio SPT. Observa-se ainda que o DPL apresenta melhor resolução de variações e lentes de diferentes resistências no solo.

Nilson (2004) apresenta resultados de comparações entre ensaios DPL e SPT na região de Curitiba – PR, Londrina – PR, Campinas – SP, e Brasília – DF. Os resultados mostram que o DPL apresenta boa resolução e avanço rápido em solos moles, como é o caso de Sinop. Sanchez et al. (2010) mostra bons resultados do ensaio DPL, correlacionado com ensaio SPT, na determinação da resistência do solo, tornando possível sua utilização em projetos de fundações de linhas de transmissão em solos do estado do Paraná. Nilson (2009) traz a utilização do DPL para taludes. Nilson (2011) apresenta a utilização do DPL para projetos rodoviários.

O dimensionamento de fundações diretas pode ser feita através do DPL utilizando o método apresentado por Huarte (S. D., apud NILSON, 2008), através da Equação 1. 20 = d adm

q



Equação 1 Sendo:

Tensão admissível do solo;

Resistência de ponta do cone.

A resistência de Ponta é dada pela Equação 2.

rd m m m

q

_d         ' Equação 2 Sendo:

Valores de resistência de ponta para o penetrômetro, (0,10/ ) para o DPL;

Massa do martelo, em kg;

Massa total das hastes de prolongação, da cabeça de impacto e das

barras guias até a cota considerada, em kg;

Valores de resistência de trabalho para penetração no terreno.

Para determinar a resistência de trabalho para penetrar no terreno pode ser utilizada a Equação 3. e A

E

r

teor d   Equação 3

Sendo:

Energia teoricamente transmitida ao cone;

Área da base da ponta, em m²;

A penetração média, em m por golpe.

Para determinar a energia teoricamente transmitida ao cone podemos utilizar a Equação 4. h g m

E

teor   Equação 4 Sendo:

Massa do martelo, em kg;

Aceleração da gravidade, em m/s²;

Altura de queda do martelo, em m.

No Brasil, o ensaio não possui norma regulamentadora, então será utilizada a regulamentação utilizada pela União Europeia (AENOR, 2008).

Esta norma abrange a determinação in situ da resistência à penetração dinâmica de uma ponteira cônica, através de um martelo de massa e altura de queda conhecidos. A penetração é definida como o número de golpes necessários para penetrar a ponteira cônica em determinado comprimento (AENOR, 2008).

O procedimento de ensaio consiste na cravação do penetrômetro de forma contínua no terreno, em uma velocidade entre 15 e 30 golpes por minuto, fazendo-se o registro do número de golpes para cada 100 mm de penetração ( ).

Obtém-se então o perfil de resistência do solo, e o nível d’água através do furo de cravação do aparelho (AENOR, 2008).

Figura 7 - Esquema geral de um DP Fonte: (PINTO, 2012)

5.3.6 Prova de Carga em Placa

O ensaio de prova de carga em placa é considerado uma das melhores opções para determinação de características de resistência do solo para fundações superficiais. Usualmente no Brasil se utilizam placas de ferro fundido com 80 cm de diâmetro, e algumas vezes placas quadradas ou circulares com 30 cm de lado ou diâmetro (ALMEIDA, et al. 1998).

Segundo Costa (1999), o melhor método para determinação de recalques e capacidade de carga em fundações superficiais seria a utilização de um protótipo em tamanho real, com a carga de projeto atuante, porém se torna inviável devido ao tempo necessário e ao alto custo para a execução. Sendo assim o ensaio em placa se torna a melhor alternativa para determinar os parâmetros de tensão-recalque

O ensaio consiste em aplicações de cargas ao protótipo de fundação, afim de estimar a tensão admissível e o recalque correspondente a essa tensão (ALONSO 1991).

Segundo Almeida et al. (1998), a tensão admissível (

)

é a menor entre

e ½

,

respectivamente as tensões correspondentes a deformações de 10 mm

25 mm. Salienta ainda que pode ater-se apenas a segunda condição, pois é sempre a mais crítica.

Velloso e Lopes (1996, apud RUSSI, 2007) chamam atenção aos cuidados que devem ser tomados na execução e interpretação dos ensaios em placa. São Eles:

 Heterogeneidade: Deve ser observada a possibilidade de estratificação do terreno, que poderá modificar o comportamento da fundação com relação ao ensaio;

 Presença do lençol freático: As deformações geradas por placas ensaiadas sobre areias submersas podem ser até duas vezes maiores que em areias secas ou úmidas;

 Drenagem parcial: Para o caso de ensaios em solos argilosos, dependendo do critério de estabilização utilizado, pode estar ocorrendo adensamento e, dessa maneira, o recalque estará entre o instantâneo e o final, ou drenado;  Não linearidade da curva carga-recalque: pode ocorrer uma forte não

linearidade da curva carga-recalque, até mesmo na parte inicial da curva, e é possível também que ocorra também uma mudança de comportamento quando se atingir a tensão de pré-adensamento.

Os resultados obtidos pela prova de carga resultam em um gráfico Tensão x Recalque como mostra a Figura 8.

Figura 8 - Gráfico Tensão x Recalque Fonte: (TEIXEIRA E GODOY, 1998)

O esquema de um ensaio de prova de carga é apresentado na Figura 9:

Figura 9 - Esquema de ensaio de Prova de Carga Fonte: (RUSSI, 2007)

6 METODOLOGIA

Os ensaios referentes a este trabalho serão realizados na área urbana de Sinop – MT, abrangendo o ensaio DPL e Prova de Carga em Placa.

6.1 Localização dos ensaios

Os locais para a realização dos ensaios na cidade de Sinop-MT foram escolhidos de modo que já venham a contribuir para projetistas de fundações, pois são novos loteamentos da cidade. Estão localizados em 4 pontos de expansão da cidade, como mostrado na Figura 7.

Figura 10 - Pontos selecionados para os ensaios Fonte: (GoogleTM Earth, 2014)

O local 01 está no Residencial Panamby, localizado na Estrada Rosália, nas coordenadas aproximadas 11°53'35.98"S e 55°28'54.95"O. O local 02 fica localizado em um novo loteamento da Planeje Construtora e Incorporadora, na Rua Colonizador Ênio Pepino, nas coordenadas aproximadas 11°54'17.59"S e 55°30'32.09"O. O local 03 fica localizado no Residencial Safira, nas coordenadas aproximadas 11°49'33.46"S e 55°29'4.80"O. O último ponto, local 04, fica localizado no Residencial Portinari, na estrada Glória, nas coordenadas aproximadas 11°51'33.74"S e 55°33'51.84"O.

As coordenadas geográficas apresentadas foram obtidas a partir do software GoogleTM Earth (GOOGLE, 2014).

6.2 Materiais e Métodos

6.2.1 Ensaio DPL

O ensaio será realizado seguindo a norma europeia EN ISO 22476-2 (AENOR, 2008). O aparelho deverá ser calibrado, pois de acordo com a norma, depois de qualquer dano, reparo ou sobrecarga, e no mínimo a cada 6 meses deve ser feita a verificação da precisão e calibragem do aparelho (AENOR, 2008).

O aparelho utilizado será o DPL construído por PINTO (2012) conforme prescreve a AENOR (2008). O aparelho é constituído por barras extensoras de 1 m, 22 mm de diâmetro e roscas de 16 mm de diâmetro nas pontas, para acoplamento das barras (Figura 11.a), também possui uma barra com coxim metálico que recebe os golpes do martelo (Figura 11.b).

a) Detalhe da barra extensora b) Detalhe da barra com cabeça de bater e martelo

Figura 11 - Detalhes das partes dos equipamentos Fonte: (PINTO, 2012)

A ponteira do aparelho possui as dimensões apresentadas na Figura 12.

a) Detalhe da ponteira b) Dimensões da ponteira Figura 12 - Detalhe da Ponteira do DPL

As características do aparelho estão expostas na Tabela 1.

Tabela 1 - Características do Aparelho Utilizado

Peça Comprimento (m) Massa (kg) Barra 1 – Com ponteira 1,18 3,73 Barras de extensão – 2 a 7 1,00 2,95 Barra 8 – Com cabeça de bater 1,20 3,94 Martelo de Bater 0,10 10,00

Fonte: (PINTO, 2012)

Para a extração do aparelho será utilizado um guincho manual sobre uma base metálica (Figura 13).

Figura 13 - Detalhe do guincho manual Fonte: (PINTO, 2012)

O ensaio deve ser realizado iniciando pelo posicionamento do aparelho na vertical na superfície do terreno. A cravação do aparelho deve ser feita de forma contínua, com velocidade de 15 a 30 golpes por minuto, sendo registradas todas as interrupções superiores a 5 minutos, e será levado até uma profundidade de 7 metros. A cada 10 cm de penetração deve ser registrado o número de golpes ( ), sendo anotado o desvio quando a penetração for superior a esse valor. O critério de parada fica definido quando o valor exceder 100 golpes para penetração de 10 cm ou 50 golpes contínuos para penetração de 1 metro (AENOR, 2008).

Devido a não disponibilidade de aparelho, não será realizada a medição do par de torção. E, devido à proximidade do lençol freático, será desprezada a utilização de água ou lama bentonítica para diminuição do atrito lateral, conforme proposto pela norma AENOR (2008).

6.2.2 Ensaio de Prova de Carga em Placa

O ensaio será baseado na norma NBR 6489 (ABNT, 1984). Seguindo seus critérios para a obtenção dos melhores resultados.

A placa utilizada será uma placa rígida com área não inferior a 0,5 m² (Figura 14), instalada sobre o solo já regularizado e escavado. Para a aplicação da carga será utilizado um macaco hidráulico (Figura 15), apoiado no centro da placa. Para o sistema de reação será utilizado um caminhão (Figura 16) com carga maior do que a que será aplicada pelo macaco hidráulico. O sistema deverá ser bem fixado para que não ocorram choques e trepidações (ABNT, 1984).

Figura 14 - Modelo de placa rigida Fonte: (SOLOTECNICA, 2014)

Figura 15 - Modelo de macaco hidráulico Fonte: (PERSON HIDRÁULICOS, 2014)

Figura 16 - Modelo de caminhão para sistema de reação Fonte: (SOLOTECNICA, 2014)

A medição dos recalques será feita por dois extensômetros (Figura 17), com precisão de 0,01 mm, colocados em pontos opostos da placa. As referências de medida do recalque deverão estar livres de qualquer tipo de contato com a placa (ABNT, 1984).

Figura 17 - Exemplo de extensômetro Fonte: (GPFEES, 2014)

Segundo a ABNT (1984) a carga deverá ser aplicada em estágios sucessivos definidos no máximo a 20% da taxa admissível provável do solo, sendo a leitura do recalque feita imediatamente após os carregamentos e após intervalos de tempo sucessivamente dobrados (1, 2, 4, 8, 15, 30 minutos etc.). Após a estabilização dos recalques é aplicado um novo carregamento.

O ensaio deverá ser levado até se observar um recalque total de 25 mm, ou até se atingir o dobro da taxa admitida prevista para o solo. Caso o solo não vá até a ruptura, a carga máxima alcançada no ensaio deverá ser mantida pelo menos durante 12 horas. A descarga deverá ser feita com estágios sucessivos que não deverão ser superiores a 25 % da carga total, fazendo-se a leitura dos recalques (ABNT, 1984).

A tensão admissível do solo para a realização do ensaio de prova de carga será obtida através dos ensaios DPL.

6.2.3 Resultados Esperados

Com os ensaios DPL serão encontrados os valores de que serão

anotados em tabela específica. Segundo AENOR (2008), devem ser anotadas algumas informações sobre o ensaio, entre elas estão:

 Condição climatológica;  Nível do lençol freático;

 Anomalias ou observações durante a execução;  Todas as interrupções durante a execução;  Razões em casos de interrupções prematuras;

Os resultados dos ensaios de prova de carga serão apresentados segundo a ABNT (1984), na forma de um gráfico Tensão x Recalque.

Segundo a ABNT (1984) os resultados apresentados serão:

 dia e hora do início e fim da prova;

 situação do local da prova no terreno e cota da superfície carregada em relação a um nível de referencia bem determinado;

 corte do poço de prova com indicação de dimensões e natureza do terreno até pelo menos uma vez e meia a menor dimensão da placa abaixo da superfície de

carga;

 referência aos dispositivos de carga e de medida;

dispositivos de carga e de medida, modificações na superfície do terreno adjacente. à prova, etc.

A partir desses resultados poderão ser feitas as correlações necessárias para obtenção de parâmetros geotécnicos para determinação de carga recalque através de ensaio DPL.

7 CRONOGRAMA

Representação gráfica do cronograma que deverá ser seguido para a realização do trabalho de conclusão de curso.

Ano ₂₀₁₄

Mês Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro

Ajuste de materiais e equipamentos

Realização de ensaios

Análise de resultados

Escrita e defesa do artigo cientifico

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